專利名稱：：同軸多輸出脈動式無級變速器的制作方法
技術(shù)領域：
：本發(fā)明涉及一種無級變速器，具體來說涉及的是脈動式無級變速器的脈沖發(fā)生器。技術(shù)背景脈動式無級變速器的研究與應用領域以德國、美國、日本等發(fā)達國家的發(fā)展最為迅速。德國以G"&4型為代表的脈動式無級變速器已標準化，它是三相并列曲柄搖塊式脈動無級變速器，目前有型(三相偏置搖塊)和型(三相對心搖塊)兩種結(jié)構(gòu)型式。美國Zera-Max公司研制開發(fā)的型四相并列連桿脈動式無級變速器，即四相曲柄搖桿為脈動式無級變速器主傳動機構(gòu)，為便于微量調(diào)節(jié)和自鎖功能的實現(xiàn)，應用蝸桿調(diào)節(jié)調(diào)速搖桿的位置，以達到無級變速的目的。德國的/^7am^脈動式無級變速器，采用曲柄搖桿機構(gòu)作為主傳動機構(gòu)，將定軸齒輪機構(gòu)后置，五相結(jié)構(gòu)星式布置，通過改變曲柄長進行調(diào)速。由美國MOi腿鏈傳動公司推出的Morae型脈動無級變速器，用偏心盤代換『W,型六桿機構(gòu)中的曲柄，運用三相結(jié)構(gòu)星式布置，傳動比為0.0080.25，輸入轉(zhuǎn)速為240r/m/"，輸出轉(zhuǎn)速為1.860r/wz力。上述脈動無級變速器均是為多相機構(gòu)的錯位排列，利用其輸出搖桿的運動交替重疊，從而使輸出軸作單向連續(xù)的脈動旋轉(zhuǎn)，使自由行程機構(gòu)運動速度波動減小，輸出運動更為均勻。但這些脈動式無級變速器均采用單輸出的連桿機構(gòu)作為脈沖發(fā)生器，為保證輸出軸獲得連續(xù)轉(zhuǎn)動并具有高的運動平穩(wěn)性，即減小輸出速度的脈動值，必須采用具有較大急回特性的且相差一定相位的多套機構(gòu)，一般為3-4套共用一個曲柄且具有相同結(jié)構(gòu)的四桿或六桿平面連桿機構(gòu)所形成的組合傳動機構(gòu)，將搖桿的某一行程的擺動(一般均用慢行程)作為輸出，通過超越離合器過濾和疊加得到具有一定波動的單向的連續(xù)轉(zhuǎn)動，這樣勢必造成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復雜。其次，有些傳動機構(gòu)(如6Z/W型)由于含較多的移動副，因而摩擦損失較大，使得傳動效率降低。同時由于移動副本身以及含有移動副的運動鏈中存在大量對誤差敏感的過約束，為保證系統(tǒng)的平面約束特性及運動傳遞的順暢性，常需要很高的制造與安裝精度。另外，傳統(tǒng)的傳動機構(gòu)輸入軸在一個運動循環(huán)里，從動件正、反行程中僅有一個行程作為工作行程而傳遞動力，而另一個行程則為空載，于是在機構(gòu)的主動曲柄上的動力輸出不連續(xù)，形成頻繁的動力突然結(jié)合、突然消失，不可避免地產(chǎn)生動力脈動性，引起系統(tǒng)的沖擊和振動。所以，這種非連續(xù)作用形式的缺點已成為當前脈動式無級變速器動力學性能不佳、運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定的一個突出的共性問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種新型的脈動式無級變速器結(jié)構(gòu)，這種無級變速器與現(xiàn)有產(chǎn)品在相數(shù)相同時而傳動機構(gòu)更簡單，輸出更平穩(wěn)。本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種同軸多輸出脈動式無級變速器，包括一個輸出軸和一個主動軸，主動軸上連接有至少一個被主動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的連架桿，對應每一個連架桿均有第一超越離合器和第二超越離合器安裝在所述的輸出軸上，一個第一搖桿固定連接在第一超越離合器的輸入部件上，一個第二搖桿固定連接在第二超越離合器的輸入部件上，且第一搖桿和第二搖桿分別位于輸出軸與主動軸之間的連線的兩側(cè)，第一搖桿上鉸接有第一連桿，第二搖桿上鉸接有第二連桿，第一連桿還與第二連桿鉸接在一起，所述的連架桿還鉸接在第一連桿上，第一連桿上的與第一搖桿、第二連桿以及連架桿鉸接的三個鉸接點呈三角形排列。所述的連架桿可以為兩個，呈180°夾角安裝在所述輸入軸上，對應的四個搖桿通過四個超越離合器驅(qū)動所述的輸出軸，從而提高整個無級變速器的效率，并降低輸出的脈動值。本發(fā)明的這種同軸式多輸出脈動式無級變速器，采用一個六桿平面連桿機構(gòu)可以產(chǎn)生兩個輸出，形成兩相輸出，這樣一套機構(gòu)就相當于原來的兩套，在輸入軸轉(zhuǎn)一周的過程可實現(xiàn)兩次運動輸出，因此與現(xiàn)有脈動式無級變速器相比在同樣相數(shù)時結(jié)構(gòu)更加簡單。圖1為本發(fā)明的同軸雙輸出脈動式無級變速器的原理圖。圖2相位差為180°的兩套六桿函數(shù)發(fā)生機構(gòu)搖桿角速度曲線圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。如圖1所示，是一種同軸雙輸出脈動式無級變速器，包括一個輸出軸E和一個主動軸O(即輸入)，主動軸O上連接有一個連架桿2，對應該連架桿2有第一超越離合器5和第二超越離合器(圖中未示出)安裝在輸出軸E上，一個第一搖桿4固定連接在第一超越離合器5的輸入部件上，一個第二搖桿6固定連接在第二超越離合器的輸入部件上，且第一搖桿4和第二搖桿6分別位于主動軸O與輸出軸E之間的連線OE(即機架)的兩側(cè)，第一搖桿4在點B處鉸接有第一連桿3，第二搖桿6上在D處鉸接有第二連桿1，第一連桿3還與第二連桿1在點C處鉸接在一起，連架桿2還鉸接在第一連桿3上A點處，第一連桿3上的三個鉸接點A、B、C呈三角形排列，形成具有兩相輸出的六連桿(OA、ABC、BE、CD、DE、OE)脈沖發(fā)生器。工作時輸入軸O轉(zhuǎn)動時，驅(qū)動連架桿2作整周旋轉(zhuǎn)，連架桿2帶動第一連桿3和第二連桿1作平面運動，從而使作為輸出搖桿的第一搖桿4和第二搖桿6作繞輸出軸E的擺動。因為搖桿4和搖桿6均裝在對應的超越離合器的輸入部件上，因此會驅(qū)動輸出軸E轉(zhuǎn)動，形成兩相輸出。如圖1所示在運動過程中，連架件2為輸入運動，對應圖1中所示的超越離合器，搖桿4和搖桿6均是順時針為工作行程，逆時針為空回行程。以圖l中所示狀態(tài)為例，當連架桿2順時針轉(zhuǎn)動時，通過連桿3推動搖桿4順時針繞E擺動，此時相應超越離合5有輸出使輸出軸E轉(zhuǎn)動，此過程為工作過程；而此過程中連架桿2還通過連桿1推動搖桿6作逆時針擺動，此時對應的超越離合器為空回過程。當搖桿4、6均達到頂點位置后在連架桿2進一步旋轉(zhuǎn)時，連桿3會使搖桿4逆時針轉(zhuǎn)動，對應的超越離合器5無輸出為空回行程，而此時搖桿6則做順時針擺動，對應的超越離合器工作驅(qū)動輸出軸E轉(zhuǎn)動輸出。因此在輸入軸O轉(zhuǎn)一圈時，兩個超越離合器各交替輸出一次，形成兩相脈動輸出。為了提高整個無級變速器的效率，可以讓兩套該機構(gòu)并聯(lián)，即與OA呈180位置再加一個與連架桿2完全相同的構(gòu)件，兩者共同裝在輸入軸0上且沒有相對轉(zhuǎn)動。其后的各構(gòu)件安裝方式都與前套機構(gòu)相同，即會有新的連桿和搖桿，而兩個新?lián)u桿及其對應的超越離合器也同軸安裝于輸出軸E上。這樣，在電機的每個運動行程，就會有四相輸出運動，從而使脈動值大大降低。0A點之間的連架桿2作為曲柄，可以采用曲軸的結(jié)構(gòu)形式，其他各連桿以及搖桿也可以采用其它結(jié)構(gòu)形式或形狀，但要盡可能保持較好的平衡性，且各鉸接點之間的長度不發(fā)生改變。作為脈動式無級變速器裝置，最重要的是輸出運動的平穩(wěn)性，即脈動值與效率。為了減小脈動值，要求輸出搖桿工作行程角速度，在極值附近能近似等速，而且盡可能在極值附近兩端工作起止點的輸出角速度相等。經(jīng)計算機仿真分析及尺度綜合優(yōu)化，得到了各點距離具有如下比例的尺寸參數(shù)時輸出最平穩(wěn)，為表達準確，對應桿件以兩鉸接點之間距離表示。其結(jié)果見表1各參數(shù)中，除OA可任意長度而滿足無級調(diào)速的目的，其余各桿長(準確地進各鉸接點之間的距離)按上述的比例進行增長或縮短，即可保證具有平穩(wěn)的輸出特性。通過調(diào)節(jié)連架桿2的長度即OA之間的距離達到調(diào)節(jié)輸出角速度的目的，OA間距離越短輸出轉(zhuǎn)速越低。若輸入電機的轉(zhuǎn)速為1500r/min，當OA=19mm，兩搖桿的平均轉(zhuǎn)速約為300r/min，為該機構(gòu)常用的最大轉(zhuǎn)速；當OA=9mm，兩搖桿的平均轉(zhuǎn)速約為150r/min，為該機構(gòu)常用的額定轉(zhuǎn)速；當OA=0mm，兩搖桿的平均轉(zhuǎn)速約為Or/min，為該機構(gòu)常用的最小轉(zhuǎn)速；因此，該機構(gòu)可以在0—300r/min之間實現(xiàn)無級調(diào)速。表l雙輸出脈動式無級變速器尺度比例參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>采用上述比例參數(shù)，相位差為180。的兩套六桿函數(shù)發(fā)生機構(gòu)搖桿角速度曲線如圖2所示。由圖2可以看出其輸出比較平穩(wěn)，其脈動值為10.5%。第一連桿3既可以如圖1所示為一個整體構(gòu)件，也可以由三個構(gòu)件在三個鉸接點固定而成，只要保證三個鉸接點的相對固定即可。權(quán)利要求1、一種同軸多輸出脈動式無級變速器，包括一個輸出軸和一個主動軸，主動軸上連接有至少一個被主動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的連架桿，其特征在于對應每一個連架桿均有第一超越離合器和第二超越離合器安裝在所述的輸出軸上，一個第一搖桿固定連接在第一超越離合器的輸入部件上，一個第二搖桿固定連接在第二超越離合器的輸入部件上，且第一搖桿和第二搖桿分別位于輸出軸與主動軸之間的連線的兩側(cè)，第一搖桿上鉸接有第一連桿，第二搖桿上鉸接有第二連桿，第一連桿還與第二連桿鉸接在一起，所述的連架桿還鉸接在第一連桿上，第一連桿上的與第一搖桿、第二連桿以及連架桿鉸接的三個鉸接點呈三角形排列。2、如權(quán)利要求1所述的同軸多輸出脈動式無級變速器，其特征在于所述的連架桿為兩個，呈180°夾角安裝在所述輸入軸上，對應兩個連架桿的四個搖桿連接的四個超越離合器均裝在所述的輸出軸上。3、如權(quán)利要求1或2所述的同軸多輸出脈動式無級變速器，其特征在于各部件長度比例為所述主動軸與輸出軸軸心之間的距離為75,對應地第一搖桿與第一連桿鉸接點到輸出軸軸心的距離為100，第一搖桿與第一連桿鉸接點到連架桿與第一連桿鉸接點的距離為90，連架桿與第一連桿鉸接點到第一連桿與第二連桿鉸接點的距離為10，第一搖桿與第一連桿鉸接點到第一連桿與第二連桿鉸接點的距離為90，第一連桿與第二連桿鉸接點到第二連桿與第二搖桿鉸接點之間的距離為88，第二連桿與第二搖桿鉸接點到輸出軸軸心的距離為90，連架桿與第一連桿鉸接點到主動軸軸心的距離為0-19可以調(diào)節(jié)。全文摘要本發(fā)明公開了一種同軸多輸出脈動式無級變速器，包括一個輸出軸和一個主動軸，主動軸上連接有至少一個被主動軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的連架桿，對應每一個連架桿均有第一超越離合器和第二超越離合器安裝在所述的輸出軸上，一個第一搖桿固定連接在第一超越離合器的輸入部件上，一個第二搖桿固定連接在第二超越離合器的輸入部件上，且第一搖桿和第二搖桿分別位于輸出軸與主動軸之間的連線的兩側(cè)，第一搖桿上鉸接有第一連桿，第二搖桿上鉸接有第二連桿，第一連桿還與第二連桿鉸接在一起，所述的連架桿還鉸接在第一連桿上，第一連桿上的與第一搖桿、第二連桿以及連架桿鉸接的三個鉸接點呈三角形排列。文檔編號F16H61/04GK101324263SQ20081006996公開日2008年12月17日申請日期2008年7月7日優(yōu)先權(quán)日2008年7月7日發(fā)明者俊馮,力杜,鄒昌平申請人:重慶工商大學